(57)【要約】【課題】ヒータ等を備えることなく、温度に影響されずに応答速度を維持できる液晶ディスプレイを提供する。【解決手段】液晶ディスプレイ１は、交流信号を発生する交流発生回路６、及び、その交流信号に基づく交流の駆動信号を液晶表示部２に与える第２ドライブ回路７を備えている。交流の駆動信号が液晶表示部２に与えられると、液晶表示部２に含まれる液晶分子が振動し、この振動により液晶分子が発熱する。このため、温度が低く液晶ディスプレイの応答速度が低下する場合であっても、液晶表示部２の温度を上昇させることができる。したがって、温度に影響されずに液晶ディスプレイの応答速度を維持できる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶分子を含む表示手段を有する液晶ディスプレイであって、
映像信号に基づく第１駆動信号を前記表示手段に与えて、前記表示手段に映像を表示させる第１駆動手段と、
交流の第２駆動信号を前記表示手段に与えて、前記液晶分子を振動させる第２駆動手段と、
を備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項２】
請求項１に記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記第１及び前記第２駆動手段のいずれかを選択的に能動化する切替手段、
をさらに備えることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項３】
請求項２に記載の液晶ディスプレイにおいて、
温度を検出する温度センサ、
をさらに備え、
前記切替手段は、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記第１及び前記第２駆動手段のいずれを能動化するかを決定することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項４】
請求項３に記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記温度センサは、前記表示手段の温度を検出することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項５】
請求項３または４に記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記切替手段は、前記検出温度が所定の第１基準値以下のとき、前記第２駆動手段を能動化することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項６】
請求項３ないし５のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記切替手段は、前記第２駆動手段が能動化されている場合において、前記検出温度が所定の第２基準値を超えたとき、前記第１駆動手段を能動化することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項７】
請求項３ないし６のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記温度センサは、サーミスタであることを特徴とする液晶ディスプレイ。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、
前記第２駆動手段が能動化されてからの加熱時間を計時する計時手段、
をさらに備え、
前記切替手段は、前記加熱時間が所定の基準時間を超えたとき、前記第１駆動手段を能動化することを特徴とする液晶ディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶分子を含む表示手段を有する液晶ディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶ディスプレイは、おおよそ０℃以下の比較的低温の環境下においては、液晶層内に含まれる液晶分子の粘度上昇等を要因として、応答速度が低下する特性がある。また一方で、例えば自動車の運転者に情報を与えるための表示装置として採用される液晶ディスプレイでは、環境温度に影響されずに応答速度が常時維持されることが望ましい。
【０００３】
従来、このような問題に対応するため、液晶層を加熱できるように透明なシート状のヒータを設けた液晶ディスプレイなどが提案されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、このように液晶層を加熱する専用のヒータを設けた液晶ディスプレイでは各種の問題が生じる。例えば、ヒータは、表示画質に直接的に影響する液晶層に近接して設けられることから、当該ヒータの光透過特性等の影響を受け、表示画質が劣化するおそれがある。また、ヒータの設置により、液晶ディスプレイのサイズが大型化することとなる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ヒータ等を備えることなく、温度に影響されずに応答速度を維持できる液晶ディスプレイを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、請求項１の発明は、液晶分子を含む表示手段を有する液晶ディスプレイであって、映像信号に基づく第１駆動信号を前記表示手段に与えて、前記表示手段に映像を表示させる第１駆動手段と、交流の第２駆動信号を前記表示手段に与えて、前記液晶分子を振動させる第２駆動手段と、を備えている。
【０００７】
また、請求項２の発明は、請求項１に記載の液晶ディスプレイにおいて、前記第１及び前記第２駆動手段のいずれかを選択的に能動化する切替手段、をさらに備えている。
【０００８】
また、請求項３の発明は、請求項２に記載の液晶ディスプレイにおいて、温度を検出する温度センサ、をさらに備え、前記切替手段は、前記温度センサの検出温度に基づいて、前記第１及び前記第２駆動手段のいずれを能動化するかを決定する。
【０００９】
また、請求項４の発明は、請求項３に記載の液晶ディスプレイにおいて、前記温度センサは、前記表示手段の温度を検出する。
【００１０】
また、請求項５の発明は、請求項３または４に記載の液晶ディスプレイにおいて、前記切替手段は、前記検出温度が所定の第１基準値以下のとき、前記第２駆動手段を能動化する。
【００１１】
また、請求項６の発明は、請求項３ないし５のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、前記切替手段は、前記第２駆動手段が能動化されている場合において、前記検出温度が所定の第２基準値を超えたとき、前記第１駆動手段を能動化する。
【００１２】
また、請求項７の発明は、請求項３ないし６のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、前記温度センサは、サーミスタである。
【００１３】
また、請求項８の発明は、請求項２ないし７のいずれかに記載の液晶ディスプレイにおいて、前記第２駆動手段が能動化されてからの加熱時間を計時する計時手段、をさらに備え、前記切替手段は、前記加熱時間が所定の基準時間を超えたとき、前記第１駆動手段を能動化する。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１ないし７の発明によれば、表示手段の温度が低いときに第２駆動手段を能動化すれば、交流の第２駆動信号が表示手段に与えられ、これにより表示手段に含まれる液晶分子が振動する。その結果、液晶分子の振動による発熱が生じて表示手段の温度が上昇するため、液晶ディスプレイの応答速度を維持できる。また、表示手段の温度を上昇させるためのヒータ等が不要であるため、液晶ディスプレイを小型にでき、また、その構成を簡易なものにできる。
【００１５】
また、特に請求項２の発明によれば、必要に応じて、第２駆動手段を能動化できる。
【００１６】
また、特に請求項３の発明によれば、第１及び第２駆動手段のいずれを能動化するかを、実際の温度に応じて決定できる。
【００１７】
また、特に請求項４の発明によれば、第１及び第２駆動手段のいずれを能動化するかを、表示手段の実際の温度に応じて決定できる。
【００１８】
また、特に請求項５の発明によれば、液晶ディスプレイの応答速度を維持できないときのみ、表示手段の温度を上昇させることができる。
【００１９】
また、特に請求項６の発明によれば、液晶ディスプレイの応答速度を確保してから、映像を表示できる。
【００２０】
また、特に請求項７の発明によれば、温度センサとしてサーミスタを採用することで、熱応答を早くできる。
【００２１】
また、特に請求項８の発明によれば、本来の映像信号に基づく映像が表示されるまでの加熱時間が所定の基準時間に制限される。このため、加熱の処理に係る時間が長期間になることを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ本発明の実施の形態について説明する。
【００２３】
＜１．構成＞
図１は、本発明の実施の形態に係る液晶ディスプレイの構成を模式的に示すブロック図である。図に示すように、液晶ディスプレイ１は、液晶分子を含み各種情報を表示する液晶表示部２とともに、制御部３、映像信号入力部４、第１ドライブ回路５、交流発生回路６及び第２ドライブ回路７を備えている。
【００２４】
制御部３は、液晶ディスプレイ１の各部を制御するものであり、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ及び計時回路等を備えている。液晶ディスプレイ１の各部は、制御部３と電気的に接続され、制御部３の制御下で動作する。
【００２５】
映像信号入力部４は、液晶表示部２へ表示させるための映像信号を入力するインターフェースである。入力された映像信号は、液晶表示部２を駆動するための第１ドライブ回路５へ出力される。第１ドライブ回路５は、入力された映像信号に基づく駆動信号（以下、「第１駆動信号」という。）を生成し、生成した第１駆動信号を液晶表示部２に送出する。このようにして第１ドライブ回路５から与えられる第１駆動信号により、液晶表示部２には映像信号に基づく映像が表示される。
【００２６】
また、交流発生回路６は、所定の周波数の交流信号を発生する回路である。交流発生回路６で発生された交流信号は、液晶表示部２を駆動するための第２ドライブ回路７へ出力される。第２ドライブ回路７は、入力された交流信号に基づいて、それと同一周波数の交流の駆動信号（以下、「第２駆動信号」という。）を生成し、生成した第２駆動信号を液晶表示部２に送出する。このようにして第２ドライブ回路５で生成される交流の第２駆動信号は、液晶表示部２に映像を表示させるためではなく、液晶表示部２を加熱するために利用される。
【００２７】
つまり、液晶ディスプレイ１は、第１駆動信号を液晶表示部２に与える駆動系統（以下、「第１駆動系統」という。）と、第２駆動信号を液晶表示部２に与える駆動系統（以下、「第２駆動系統」という。）との２つの駆動系統を備えている。本実施の形態では、第１駆動系統には、映像信号入力部４および第１ドライブ回路５が含まれ、第２駆動系統には、交流発生回路６及び第２ドライブ回路７が含まれる。
【００２８】
第１駆動信号及び第２駆動信号は、いずれか一方のみが液晶表示部２に与えられる。第１駆動信号及び第２駆動信号のいずれを液晶表示部２に与えるかは、制御部３によって決定される。つまり、制御部３は、第１駆動系統及び第２駆動系統のいずれか一方のみを選択的に能動化することとなる。
【００２９】
図２は、液晶表示部２の構成を示す図であり、構造の視認を容易にするため各部位を分解して示している。
【００３０】
図に示すように、液晶表示部２は、第１偏光板２１、第１ガラス基板２２、液晶層２３、第２ガラス基板２４、第２偏光板２５及びバックライト２６を、ユーザが視認する側からこの順に備えている。液晶分子を含む液晶層２３は、２枚のガラス基板２２，２４の間に液晶材を封じ込めることで形成される。
【００３１】
また、第２ガラス基板２４には、二次元マトリクス状に配列された複数の画素のそれぞれに相当する位置に、トランジスタ（ＴＦＴ）及び電極が形成される。一方、第１ガラス基板２２には、第２ガラス基板２４の各画素の電極にそれぞれ対向して電極が形成されている。
【００３２】
上述した第１駆動信号及び第２駆動信号は双方ともに、第２ガラス基板２４の各画素のトランジスタに与えられる。第１駆動信号が与えられた場合は、２枚のガラス基板２２，２４の対向した電極相互間の液晶層２３に、第１駆動信号に応じた電圧が印加される。その結果、液晶表示部２に含まれる画素の全体で映像信号に基づく映像が表示される。
【００３３】
一方、交流の第２駆動信号が与えられた場合は、２枚のガラス基板２２，２４の対向した電極相互間の液晶層２３に、所定の周波数で電圧値が変化する電圧が印加される。これにより、液晶層２３に含まれる液晶分子が所定の周波数で振動し、その結果、振動による発熱が生じる。すなわち、液晶表示部２の温度が上昇することとなる。
【００３４】
発熱時における液晶分子の振動の周波数は、第２駆動信号の周波数と一致する。この第２駆動信号の周波数は、発熱効率の向上のため、液晶表示部２の垂直同期周波数（一般に、６０Ｈｚ程度）よりも著しく高い所定の周波数（例えば、１ＭＨｚ程度以上）に設定される。
【００３５】
図１に戻り、液晶表示部２はさらに、液晶層２３の温度を検出する温度センサ２９を備えている。温度センサ２９は、例えば、熱応答が早くリード線抵抗による誤差が小さいサーミスタで構成され、第２ガラス基板２４等に形成される。温度センサ２９で検出された温度（以下、「検出温度」という。）は、制御部３に入力される。第１駆動系統及び第２駆動系統のいずれを能動化するかは、この検出温度に応じて決定される。
【００３６】
＜２．動作＞
次に、液晶ディスプレイ１の動作について説明する。液晶ディスプレイ１は、電源の投入直後に行なわれる初期化動作において、必要がある場合は液晶表示部２を加熱するようになっている。図３は、液晶ディスプレイ１の初期化動作の流れを示す図である。以下、この図を参照して初期化動作について説明する。
【００３７】
初期化動作においては、まず、温度センサ２９により液晶層２３の温度が検出され、検出温度が制御部３に入力される（ステップＳ１１）。
【００３８】
次に、検出温度が、所定の第１基準温度を超えるか否かが制御部３により判定される。第１基準温度は、その温度を超えれば液晶表示部２の応答速度の低下が生じない（応答速度の維持が可能）とされる閾値としての温度（例えば、０℃）であり、測定などにより予め定められて制御部３のＲＯＭなどに記憶される（ステップＳ１２）。
【００３９】
検出温度が所定の第１基準温度を超えるとき（ステップＳ１２にてＹｅｓ）は、液晶表示部２の応答速度が維持されるため、液晶表示部２に映像を表示させても問題が生じない。このため、第１駆動系統が能動化されて、第１駆動信号が液晶表示部２に与えられる状態となり（ステップＳ１６）、初期化動作が終了される。
【００４０】
一方、検出温度が所定の第１基準温度以下のとき（ステップＳ１２にてＮｏ）は、液晶表示部２の応答速度が低下するおそれがあるため、液晶表示部２の温度を上昇させる必要がある。このため、第２駆動系統が能動化されて第２駆動信号が液晶表示部２に与えられ、これにより液晶表示部２の加熱（正確には、液晶層２３の加熱）が開始される（ステップＳ１３）。
【００４１】
液晶表示部２の加熱中においては、所定の時間周期で温度センサ２９により液晶層２３の温度が検出される（ステップＳ１４）。この検出温度は制御部３に入力されて、所定の第２基準温度を超えたか否かが判定される（ステップＳ１５）。この第２基準温度も、その温度を超えれば液晶表示部２の応答速度の低下が生じないとされる閾値としての温度であり、予め定められて制御部３のＲＯＭなどに記憶される。第２基準温度は、上述の第１基準温度と同一値であってもよく、別値であってもよい。
【００４２】
液晶表示部２の加熱中に検出温度が所定の第２基準温度を超えると、液晶表示部２の応答速度の維持が可能な状態となったため、液晶表示部２の加熱が終了される（ステップＳ１５にてＹｅｓ）。そして、第１駆動系統が能動化されて、第１駆動信号が液晶表示部２に与えられる状態となり（ステップＳ１６）、初期化動作が終了される。
【００４３】
以上説明したように、液晶ディスプレイ１は、交流の第２駆動信号を液晶表示部２に与えて、液晶分子を振動させることが可能な第２駆動系統を備えている。このため、環境温度が低く液晶表示部２の応答速度が低下する状態であっても、液晶分子の振動による発熱により、液晶表示部２の温度を上昇させることができる。したがって、温度に影響されずに液晶ディスプレイの応答速度を維持できる。また、液晶表示部２の温度を上昇させるための専用のヒータ等が不要であるため、液晶ディスプレイ１を小型にでき、また、その構成を簡易なものにできる。これらの効果は、本実施の形態の液晶ディスプレイ１を、自動車の運転者に情報を与えるための表示装置として採用した場合に特に有効である。
【００４４】
また、制御部３は、第１及び第２駆動系統のいずれかを選択的に能動化することから、必要に応じて第２駆動系統を能動化できる。また、制御部３は、液晶層２３の温度を検出する温度センサ２９の検出温度に基づいて、第１及び第２駆動系統のいずれを能動化するかを決定するため、実際の液晶層２３の温度に基づいて効果的に液晶表示部２の温度を上昇させることができる。
【００４５】
また、初期化動作において制御部３は、検出温度が所定の第１基準温度以下のときのみ第２駆動系統を能動化するため、液晶ディスプレイ１の応答速度を維持できないときにのみ、液晶表示部２の温度を上昇させることができる。また、液晶表示部２の加熱中において制御部３は、検出温度が所定の第２基準温度を超えると、能動化する駆動系統を第２駆動系統から第１駆動系統に切り替えるため、液晶ディスプレイ１の応答速度を十分に確保してから本来の映像を表示できることとなる。
【００４６】
＜３．変形例＞
以上、本発明の実施の形態について説明してきたが、この発明は上記実施の形態に限定されるものではなく様々な変形が可能である。
【００４７】
＜３−１．加熱時間による切替＞
上記実施の形態では、液晶表示部２の加熱中において、能動化する駆動系統を第２駆動系統から第１駆動系統へ切り替える条件は、検出温度が第２基準温度を超えることであったが、第２駆動系統が能動化されてからの時間が所定の時間となったこととしてもよい。ここで、第２駆動系統が能動化されてからの時間とは、加熱が開始されてからの加熱時間に相当する。
【００４８】
図４は、この場合における初期化動作の流れを示す図である。まず、上述した図３の動作と同様に、検出温度が所定の第１基準温度を超えるか否かが判定され（ステップＳ２１，２２）、検出温度が所定の第１基準温度以下のとき（ステップＳ２２にてＮｏ）は、第２駆動系統が能動化される（ステップＳ２３）。
【００４９】
第２駆動系統が能動化されると、制御部３が備える計時回路により、加熱時間の計時が開始される（ステップＳ２４）。そして以降、加熱時間が所定の基準時間を超えるまで、液晶表示部２が加熱される（ステップＳ２５）。この基準時間は、予め定められて制御部３のＲＯＭなどに記憶される。基準時間は検出温度に応じて予め定められ、低温な程長く定められる。加熱時間が所定の基準時間を超えると、第１駆動系統が能動化されて（ステップＳ２６）、初期化動作が終了される。
【００５０】
このように、加熱時間を所定の基準時間以内に制限することで、加熱の処理に係る時間が長期間となり起動時間が長くなることを防止できる。
【００５１】
＜３−２．ドライブ回路の兼用＞
上記実施の形態では、第１駆動系統及び第２駆動系統の双方がドライブ回路を備えていたが、第１駆動系統と第２駆動系統とで一のドライブ回路を兼用してもよい。
【００５２】
図５は、この場合における液晶ディスプレイ１の構成を模式的に示すブロック図である。図に示すように、この例の液晶ディスプレイ１では、液晶表示部２を駆動するためのドライブ回路として、一のドライブ回路８のみが備えられている。その他の構成は、図１に示すものと同様である。
【００５３】
ドライブ回路８には、映像信号入力部４からの映像信号、及び、交流発生回路６からの交流信号の双方が入力される。そして、映像信号入力部４からの映像信号が入力されたときはドライブ回路８から第１駆動信号が液晶表示部２に与えられ、交流発生回路６からの交流信号が入力されたときは、ドライブ回路８から第２駆動信号が液晶表示部２に与えられる。すなわち、ドライブ回路８が、第１駆動系統及び第２駆動系統の双方に兼用されることとなる。
【００５４】
ドライブ回路８に、映像信号及び交流信号のいずれの信号を与えるかは、制御部３によって制御される。液晶ディスプレイ１では、第１駆動系統及び第２駆動系統のいずれか一方のみが選択的に能動化されるため、このように第１及び第２駆動系統とで液晶表示部２に駆動信号を与えるための構成の一部を兼用でき、液晶ディスプレイ１の構成を簡単にすることができる。
【００５５】
＜３−３．その他の変形例＞
上記実施の形態の温度センサ２９は、液晶表示部２の液晶層２３の温度を検出するものであったが、これに限定されず、温度センサは、液晶表示部２の他の部位の温度や、液晶ディスプレイ１が配置された環境温度を検出するものであってもよい。
【００５６】
また、液晶表示部２の加熱中において、「検出温度が第２基準温度を超えること」、及び、「加熱時間が所定の基準時間を超えること」の双方の条件を判断し、これらの条件のいずれか一方が満たされたときに、能動化する駆動系統を第２駆動系統から第１駆動系統へ切り替えるようにしてもよい。
【００５７】
また、第１及び第２基準温度並びに基準時間は、ユーザにより設定可能となっていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】液晶ディスプレイの構成の一例を示すブロック図である。
【図２】液晶表示部の構成を示す図である。
【図３】液晶ディスプレイの初期化動作の流れの一例を示す図である。
【図４】液晶ディスプレイの初期化動作の流れの一例を示す図である。
【図５】液晶ディスプレイの構成の一例を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００５９】
１      液晶ディスプレイ
２      液晶表示部
３      制御部
２２      第１ガラス基板
２３      液晶層
２４      第２ガラス基板
２６      バックライト
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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